微螺旋桨表面粗糙度添加的数值与实验研究
流体动力学
2023-11-07 v1
摘要
微型飞行器在搜救、包裹递送和娱乐等应用中正产生巨大影响。遗憾的是,这些小型无人机目前只能携带小载荷,很大程度上是因为它们使用为较大飞行器和无粘流态优化的螺旋桨。充分实现新兴微型飞行器的潜力需要专门设计用于低雷诺数条件并包含在高粘流中有利新特征的第三代螺旋桨。文献中关注有限的一个方面是向桨叶添加粗糙度作为减阻和增推的方法。为研究这一可能性,我们使用大涡模拟对光滑与粗糙螺旋桨进行数值研究。我们的结果表明,在相同的雷诺数 Rec = 6500(由转速保持恒定)下,相对于基准光滑螺旋桨,粗糙度产生 2% 的推力增加和 5% 的功率降低。我们使用与数值模拟相同的 3D 打印螺旋桨基于推力台的实验证实了我们的数值发现。我们的研究确认表面粗糙度是微螺旋桨设计空间中的一个附加参数,将带来前所未有的无人机效率与载荷。
引用
@article{arxiv.2306.17087,
title = {Numerical and Experimental Study on the Addition of Surface Roughness to Micro-Propellers},
author = {Justin P Cooke and Matthew F Campbell and Edward B Steager and Igor Bargatin and Mark H Yim and George I Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.17087},
year = {2023}
}
备注
23 Pages, 9 Figures